情系南极/高登义科学探险手记

作者简介

作者高登义，***大气物理研究所研究员，博士生导师，享******特殊津贴专家，挪威卑尔根大学荣誉博士，中国科学探险协会名誉**。中国大陆完成地球三极（南极、北极和青藏高原）科学考察**人。先后组织并参加地球三极科学考察近40次。已出版专著3种，科普作品20余种。在全国举办科普讲座逾千场。曾荣获**自然科学一等奖和**科技进步二等奖(科普类)，并获“全国**工作者”和“全国**科技工作者”称号。

内容简介

高空大气物理学的研究对象，是从地球表面以 上的30千米高空一直到行星际空间所发生的地球物 理现象和物理过程。高空大气物理学是天体物理学 与地球物理学之间的一门边缘学科。它的研究内容 很广，主要包括高空大气结构、电离层和*一地空 间物理三大部分。 在南极地区，具有哪些特殊的条件有利于研究 高空大气物理学呢？ 我们知道，地球像一块大磁铁，它有自己的磁 场。地球的磁场向宇宙伸展，形成一个称为磁性层 的区域。磁性层向着太阳的一面，地磁场的磁力线 闭合，宛如一个球形大盾，把地球保护起来：磁性 层背着太阳的一面，被太阳风把磁力线拉开，呈尾 状伸展。粗看起来，地磁场与偶极子颇为相似，宛 如一块条形磁铁位于地球中心附近，在地球磁场的 南北极有南北两极歧点。 向着太阳一面的磁性层保护着地球，使其免* 太阳风的正面袭击，同时还改变太阳风的方向，使 之绕过地球。然而，在地磁场的南北两极歧点附近 ，太阳风可以侵入。当太阳风侵入南北两极磁场歧 点附近时，它能使带电的太阳粒子辐射流近于垂直 地向电离层以至中低层大气输送，使各层区产生能 量、动量和质量耦合区域，形成许多重要物理现象 ，如极光、哨声、粒子沉降和地磁脉动等。这是在 非极地区不能看到或极少见到的。 因此，进行哨声的观测研究，对于测定地磁纬 度，改进无线电远距离通信，确定地磁场磁力线顶 点的强度等都具有重要意义。南极地区为哨声观测 研究提供了极好的场所。 极光是发生在极地上空奇特而美丽的自然现象 。在南极地区的极光称作南极光。 从科学意义上讲，极光是从太阳表面发射出来 的带电粒子流，从外层空间疾驰而来，猛烈地冲击 着地球南北两极地区高空稀薄的大气层，将大气分 子激发到高能级，发出了耀眼的可见光。打个比方 ，如果把地球空间看作一个电视显像管，地球磁性 层尾部的中央比作电子*，极地高层大气视作荧光 屏，那么，极光就是这个荧光屏上的图像。 极光出现的强弱取决于太阳强度以及太阳风离 开太阳所携带的磁场的强度和方向。极光具有巨大 的能量，可达到几千电子伏特。历**有记载的极 光资料中，*惊人的一次极光出现在1859年，其感 生电流强大到美国的电报员不用电池便将电报从波 士顿发到了波兰。有时，一次极光的能量能超过北 美洲总的发电能力。 极光，顾名思义，应该出现在极区，南极和北 极地区是观测和研究极光的好地方。但两相比较， 由于南极地区主要是大陆，而北极地区主要是海洋 ，因而，在南极地区观测和研究极光*为有利。南 极的*本昭和基地和中国中山站就是调查极光活动 感知科学魅力，激发科学梦想，传播科学知识，探索人文精神。本书见证了作者从农家子弟成长为我国**科学家的奋斗历程，是中国科学家珍贵的精神财富的实录。